百科网

首页 > 文化教育 > 科学探索

科学探索

宇宙如何开始?(4)

科学探索澍雨芸汐2023-06-10

尽管如此,众所周知的大统一理论是解释宇宙在普朗克时刻之后的运作的有力候选者。在一个持续时间比整个普朗克时刻长1000万倍的时间内,宇宙膨胀并冷却,但这正说明了一切起源的密度是多么巨大,即使在这段时间结束时,整个可观测宇宙仍然比一个夸克小,这个宇宙的潜在能量被压缩到如此微小的空间中,温度达到了1000000万兆开尔文,比大型强子对撞机所能达到的温度高出了数万倍。

这些是宏观统一纪元的条件,由嵌套的电强力支配,以及由此产生的奇特相互作用。微小的宇宙充满了经历极端身份危机的粒子,光子自发地转化为物质反物质对,创造夸克和轻子,但这些新生粒子的寿命非常短暂,几乎在形成之后立即迅速衰变回光子。强电通信介子只会使情况变得更加复杂,它们帮助夸克转化为轻子,轻子转化为夸克,物质转化为反物质,反之亦然,在宏观统一的混乱规则下,这是一个能量和物质自由竞争的状态,有虚拟和真实的粒子参与其中。直到宇宙开始之后的一兆兆兆秒,温度下降到仅为一千兆兆度,足够低以至于强力可以解放出来,两种力变为三种,一切再次发生变化,但是这里存在一个问题。虽然这些理论可以很好地描述大爆炸后最早时刻粒子的行为,但却无法解释最终形成的宏观宇宙。

事实上,当将初始条件与宇宙最终结果进行比较时,宇宙大爆炸似乎是有缺陷的。到20227月,标志性的詹姆斯·韦伯太空望远镜已在距离太阳一百五十万公里的轨道上稳定运行,终于准备开始其正式科学任务。但当它将其18个金色镜子对准可观测宇宙的最深处时,科学家们对返回的图像感到震惊。美国天体物理学家艾莉森·柯克帕特里克在《自然》科学杂志上写道,她发现自己在凌晨三点躺在床上,想知道自己所做的一切是否错误。一个月内,这些图像和柯克帕特里克的评论引发了广泛的讨论。光速的固定意味着随着我们对空间的深入探索,我们所看到的时间也越往前,对应于万物开始之后仅2亿年的距离,詹姆斯·韦伯太空望远镜已经看到了星系,不仅如此,这些星系的结构比任何人认为的都更加有序,星体和星系的形成序列无法解释这一点,而柯克帕特里克对此非常关注。